CN111089183A - 一种气动密封组合控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阀门结构技术领域，具体公开了一种气动密封组合控制阀，其包括，密封阀及挡料阀，密封阀的进料口与挡料阀的出料口连通设置，密封阀内设置有球形的第一阀芯，挡料阀内设置有部分球面的“V”型切口形的第二阀芯，还包括浮动密封机构、气动机构及执行机构，其通过利用具有剪切力的挡料阀先关闭形成阻挡，之后再利用密封阀进行密封，最后通过浮动的密封阀座与密封阀内的第一阀芯抵靠接触，实现全面的密封，密封阀座通过气动机构控制与第一阀芯实现抵触及远离，在第一阀芯转动过程中，第一阀芯不与密封阀座接触，避免了密封阀座的磨损，解决了因密封阀座磨损带来的阀门密封失效的技术问题。

Description

一种气动密封组合控制阀

技术领域

本发明涉及闸门结构技术领域，具体为一种气动密封组合控制阀。

背景技术

在阀门运用于渣粉、煤粉等高温固体颗粒或粉态介质时，在运行过程中，渣 粉态介质会堆积在阀座间的阀腔内，从而造成阀芯与介质摩擦，刮伤球面，造成 阀门泄漏，在高压差情况下，阀门内件很快就被冲刷坏。介质在阀体腔体内易堆 积，堵塞阀内腔，从而造成阀门扭矩增大、球体卡滞、阀门开关不到位、损坏密 封面等现象，在高压情况下，当阀门关不严时，管道介质会形成节流现象，严重 冲刷坏阀门，在此情况下，反而受两阀芯之间腔体内积灰影响，大大降低了两阀 门的使用寿命，从而造成重大经济损失。

在专利号为CN201410005673.6的专利文献公开了的一种组合物料高温高压 排渣球阀，包括高温耐磨O型球阀、法兰密封垫片、高温耐磨V型球阀、双头螺 柱螺母，所述高温耐磨O型球阀与高温耐磨V型球阀通过双头螺柱螺母联接成为 组合阀，所述高温耐磨O型球阀与高温耐磨V型球阀之间还设有法兰密封垫片； 所述高温耐磨O型球阀为单阀座结构，高温耐磨O型球阀的阀体采用两体式中心 对称结构，高温耐磨O型球阀安装在介质出口侧，作为密封阀；所述高温耐磨V 型球阀为单向密封结构，高温耐磨V型球阀安装在介质进口侧，作为隔料阀。

但是上述专利中的阀门结构在长期的使用过程中，O型球阀与密封圈在长期 使用过程中，仍会出现快速的磨损，导致阀门密封失效、磨损，使介质在阀门的 腔体内堆积。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种气动密封组合控制阀，其通过利用具有剪 切力的挡料阀先关闭形成阻挡，之后再利用密封阀进行密封，最后通过浮动的密 封阀座与密封阀内的第一阀芯抵靠接触，实现全面的密封，密封阀座通过气动机 构控制与第一阀芯实现抵触及远离，在第一阀芯转动过程中，第一阀芯不与密封 阀座接触，避免了密封阀座的磨损，解决了因密封阀座磨损带来的阀门密封失效 的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种气动密封组合控制阀，包括密封阀及挡料阀，所述密封阀的进料口与所 述挡料阀的出料口连通设置，所述密封阀内设置有球形的第一阀芯，所述挡料阀 内设置有部分球面的“V”型切口形的第二阀芯，还包括：

浮动密封机构，所述浮动密封机构设置于所述密封阀及所述挡料阀连接位置 处，其包括沿所述密封阀内介质流动方向往复移动的活塞及安装于该活塞上的密 封阀座，所述密封阀座随时所述活塞移动，且其与所述第一阀芯抵靠密封配合；

气动机构，所述气动机构安装于所述密封阀的外部，其分别与所述密封阀的 阀体上的第一气路及所述挡料阀的阀体上的第二气路连通设置，且其用于驱动所 述活塞往复移动；以及

执行机构，所述执行机构安装于所述密封阀的顶部，其驱动所述密封阀及所 述挡料阀依序开闭，且其通过驱动所述气动机构，控制所述活塞的移动。

作为改进，开启时，所述执行机构通过所述气动机构驱动所述活塞远离所述 第一阀芯，之后所述执行机构驱动所述第一阀芯旋转，关闭时，所述执行机构通 过所述气动机构驱动所述活塞靠近所述第一阀芯，之后所述执行机构驱动所述第 一阀芯旋转。

作为改进，所述密封阀与所述挡料阀的连接位置处设置有供所述活塞滑动 区，所述第一气路及所述第二气路分设于所述滑动区两侧。

作为改进，所述活塞包括推动部及安装部，所述推动部设置于所述滑动区内， 其为环形设置，所述安装部与所述密封阀的阀腔及所述挡料阀的阀腔密封滑动配 合设置。

作为改进，所述活塞朝向所述第二阀芯的一端扩口设置。

作为改进，所述第一气路沿所述密封阀内介质的流动方向圆周等距设置有若 干组，所述第二气路沿所述挡料阀内介质的流动方向圆周等距设置有若干组。

作为改进，所述气动机构包括：

气筒，所述气筒一端与所述第一气路连通，其另一端与所述第二气路连通； 以及

压缩活塞，所述压缩活塞设置于所述气筒内，其由所述执行机构推动沿所述 气筒的轴向移动，使所述活塞移动。

作为改进，所述气筒上设置有进气管路，所述进气管路上设置有进气阀，且 其末端的进气支管分别与所述气筒轴向的两端连通，且该进气支管上设置有分管 阀门。

作为改进，所述执行机构包括：

外防护罩，所述外防护罩罩设于所述密封阀及所述挡料阀的顶部；

第一齿轮，所述第一齿轮套设于所述密封阀的阀杆的顶部；

第二齿轮，所述第二齿轮套设于所述密封阀的阀杆上，其位于所述第一齿轮 的下方；

第一链轮，所述第一链轮套设于所述密封阀的阀杆上，其位于所述第二齿轮 的下方，且其与所述第二齿轮一体连接设置；

第二链轮，所述第二链轮套设于所述挡料阀的阀杆上，其与所述第一链轮通 过链条传动连接；以及

执行气缸，所述执行气缸安装于所述外防护罩外，其推送端上安装有与所述 第一齿轮及所述第二齿轮啮合的齿条，且其推送端与所述气动机构连接。

作为改进，所述齿条上分别设置有与所述第一齿轮啮合的第一齿部及与所述 第二齿轮啮合的第二齿部，沿所述密封阀内介质的流动方向，所述第一齿部位于 所述第二齿部的前侧。

本发明模具的有益效果在于：

(1)本发明通过利用具有剪切力的挡料阀先关闭形成阻挡，之后再利用密 封阀进行密封，最后通过浮动的密封阀座与密封阀内的第一阀芯抵靠接触，实现 全面的密封，密封阀座通过气动机构控制与第一阀芯实现抵触及远离，在第一阀 芯转动过程中，第一阀芯不与密封阀座接触，避免了密封阀座的磨损，避免了因 密封阀座磨损带来的阀门密封失效的技术问题；

(2)本发明通过利用气体压缩的方式控制活塞移动，较现有的利用弹簧控 制活塞移动的机械方式，减少了因弹簧疲劳带来的失效的缺点，且通过气体补充， 可以进行长时间的工作，使用寿命更长，并且在装配过程中，装配生产更加简单；

(3)本发明通过由气筒与压缩活塞组成的气动机构代替直接利用气源连 接的方式，可以简化结构，避免活塞两侧受到的气压压力不一致，保证每次密封 阀座与第一阀芯的抵靠强度一致，保证密封效果；

(4)本发明通过在气筒上设置进气管路用于对气筒进行气体补充，同时利 用进气支管的连通调节气筒内部的压缩活塞两侧气压压强，保证气筒内压缩活塞 两侧的气压压强的一致，进而保证每次密封阀座与第一阀芯的抵靠强度一致；

(5)本发明中的组合控制阀在开启时，执行机构首先驱动压缩活塞工作， 使密封阀座远离第一阀芯，之后执行机构驱动第一阀芯旋转，密封阀开启，最后 执行机构驱动第二阀芯旋转，挡料阀开启，而在关闭时，则反向操作，所有操作 过程均由执行机构统一完成，操作顺序流畅，不会发生误操作，导致密封阀座磨 损。

综上所述，本发明具有密封效果好、耐磨损、使用寿命长等优点，尤其适用 于渣粉工作环境下使用的阀门结构。

附图说明

图1为本发明剖视结构示意图；

图2为图1中A处结构放大示意图；

图3为本发明正视结构示意图；

图4为本发明局部断裂结构示意图；

图5为本发明立体结构示意图；

图6为本发明齿条立体结构示意图；

图7为本发明外壳剖视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全 部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳 动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、 “长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、 “逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特 定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗 示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、 “第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描 述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一：

如图1至图3所示，一种气动密封组合控制阀，包括密封阀1及挡料阀2， 所述密封阀1的进料口11与所述挡料阀2的出料口21连通设置，所述密封阀1 内设置有球形的第一阀芯12，所述挡料阀2内设置有部分球面的“V”型切口形 的第二阀芯22，还包括：

浮动密封机构3，所述浮动密封机构3设置于所述密封阀1及所述挡料阀2 连接位置处，其包括沿所述密封阀1内介质流动方向a往复移动的活塞31及安 装于该活塞31上的密封阀座32，所述密封阀座32随时所述活塞31移动，且其 与所述第一阀芯12抵靠密封配合；

气动机构4，所述气动机构4安装于所述密封阀1的外部，其分别与所述密 封阀1的阀体上的第一气路13及所述挡料阀2的阀体上的第二气路23连通设置， 且其用于驱动所述活塞31往复移动；以及

执行机构5，所述执行机构5安装于所述密封阀1的顶部，其驱动所述密封 阀1及所述挡料阀2依序开闭，且其通过驱动所述气动机构4，控制所述活塞31 的移动。

进一步的，开启时，所述执行机构5通过所述气动机构4驱动所述活塞31 远离所述第一阀芯12，之后所述执行机构5驱动所述第一阀芯12旋转，关闭时， 所述执行机构5通过所述气动机构4驱动所述活塞31靠近所述第一阀芯12，之 后所述执行机构5驱动所述第一阀芯12旋转。

需要说明的是，在开启时，执行机构5通过所述气动机构4驱动所述活塞 31远离所述第一阀芯12，使活塞31上安装的密封阀座32与第一阀芯12脱离接 触，之后执行机构5驱动第一阀芯12旋转，使密封阀1打开，最后通过执行机 构5驱动第二阀芯22旋转，挡料阀2打开，而在关闭时，则反向操作，首先执 行机构5驱动第二阀芯22旋转，挡料阀2关闭，之后利用执行机构5驱动第一 阀芯12旋转，密封阀1关闭，最后执行机构5通过气动机构4驱动活塞31靠近 第一阀芯12，使活塞31上的密封阀座32与第一阀芯12抵触密封。

在上述的整个启闭的过程中，第一阀芯12旋转时，均不与密封阀座32发生 接触，可以避免第一阀芯12旋转与密封阀座32发生摩擦导致密封阀座32磨损， 出现密封阀座32密封失效的情况发生。

此外，本发明中的密封阀1优选为O型球阀，而挡料阀2优选为具有较高剪 切力的半球阀，在密封阀1开启时，挡料阀2并未开启，而在密封阀1关闭时， 挡料阀2已经提前关闭，可以降低密封阀1在启闭过程中受到的介质压力，使密 封阀1启闭更加顺畅，而挡料阀2自身具备的剪切力，使其足以抵抗介质压力， 顺畅的启闭。

如图2所示，作为一种优选的实施方式，所述密封阀1与所述挡料阀2的连 接位置处设置有供所述活塞31滑动区10，所述第一气路13及所述第二气路23 分设于所述滑动区10两侧。

其中，所述第一气路13沿所述密封阀1内介质的流动方向圆周等距设置有 若干组，所述第二气路23沿所述挡料阀2内介质的流动方向圆周等距设置有若 干组，使的活塞31受到的气体压力更加均匀的分布在活塞31上。

进一步的，所述活塞31包括推动部311及安装部312，所述推动部311设 置于所述滑动区10内，其为环形设置，所述安装部312与所述密封阀1的阀腔 及所述挡料阀2的阀腔密封滑动配合设置。

更进一步的，所述活塞31朝向所述第二阀芯22的一端扩口设置。

需要说明的是，所述活塞31在滑动区10内滑动，密封阀1及挡料阀2的阀 腔内设置有与活塞31的安装部312密封配合的密封圈，在气动机构4挤压使第 一气路13内的气体压缩，作用在推动部311上的压力变大时，活塞31向远离第 一气路13的方向移动，密封阀座32与第一阀芯12脱离，而在气动机构4挤压 使第二气路14内的气体压缩，活塞31向靠近第一气路13的方向移动，密封阀 座32与第一阀芯12完成抵靠，实现对第一阀芯12的密封。

进一步说明的是，活塞31朝向第二阀芯22的一端开口设置，可以使介质的 压力更好的作用在活塞31上，使活塞31上安装的密封阀座32更好的与第一阀 芯12密封配合。

如图4所示，作为一种优选的实施方式，所述气动机构4包括：

气筒41，所述气筒41一端与所述第一气路13连通，其另一端与所述第二 气路23连通；以及

压缩活塞42，所述压缩活塞42设置于所述气筒41内，其由所述执行机构5 推动沿所述气筒41的轴向移动，使所述活塞31移动。

进一步的，所述气筒41上设置有进气管路43，所述进气管路43上设置有 进气阀431，且其末端的进气支管432分别与所述气筒41轴向的两端连通，且 该进气支管432上设置有分管阀门433。

需要说明的是，在气筒41内注入气体，通过压缩活塞42的移动，改变压缩 活塞42两侧气筒41的体积，实现对气体的压缩，最后通过第一气路13及第二 气路14左右于活塞31的两侧，使活塞31进行移动。

进一步说明的是，在气筒41内的气体量逐渐减少时，可以通过进气管路43 对气筒41内注入新的气体进行补充，而且为了保证在初始时，压缩活塞42两侧 的气压一致，通过设置进气支管432，在进气支管432上的分管阀门433开启时， 进气支管432，连通气筒41的两端，气体41内则会进行自动调节，实现压缩活 塞42两侧的气压的自动调节。

如图5至7所示，作为一种优选的实施方式，所述执行机构5包括：

外防护罩51，所述外防护罩51罩设于所述密封阀1及所述挡料阀2的顶部；

第一齿轮52，所述第一齿轮52套设于所述密封阀1的阀杆的顶部；

第二齿轮53，所述第二齿轮53套设于所述密封阀1的阀杆上，其位于所述 第一齿轮52的下方；

第一链轮54，所述第一链轮54套设于所述密封阀1的阀杆上，其位于所述 第二齿轮53的下方，且其与所述第二齿轮53一体连接设置；

第二链轮55，所述第二链轮55套设于所述挡料阀2的阀杆上，其与所述第 一链轮54通过链条56传动连接；以及

执行气缸57，所述执行气缸57安装于所述外防护罩51外，其推送端上安 装有与所述第一齿轮52及所述第二齿轮53啮合的齿条58，且其推送端与所述 气动机构4连接。

进一步的，所述齿条58上分别设置有与所述第一齿轮52啮合的第一齿部 581及与所述第二齿轮53啮合的第二齿部582，沿所述密封阀1内介质的流动方 向，所述第一齿部581位于所述第二齿部582的前侧。

需要说明的是，在阀门开启时，执行气缸57驱动所述气动机构4内的压缩 活塞42移动，使第一气路13内的气压增大，活塞31远离第一阀芯12，密封阀 座32与第一阀芯12脱离，之后与执行气缸57的推送端连接的齿条58上的第一 齿部581先与第一齿轮52啮合，使第一阀芯12旋转，密封阀1开启，之后齿条 58上的第二齿部582与第二齿轮53啮合，通过第一链轮54、第二链轮55及链 条56组合形成的链轮传动组，使第二阀芯22旋转，挡料阀2开启，而在阀门关 闭时，则反向操作。

进一步说明是，齿条58上设置有与所述外防护罩51上的凸起滑块511适配 的滑槽583，通过滑块511与滑槽583的配合，实现对齿条58的导向。

工作过程：

在阀门开启时，执行气缸57驱动所述气动机构4内的压缩活塞42移动，使 第一气路13内的气压增大，活塞31远离第一阀芯12，密封阀座32与第一阀芯 12脱离，之后与执行气缸57的推送端连接的齿条58上的第一齿部581先与第 一齿轮52啮合，使第一阀芯12旋转，密封阀1开启，之后齿条58上的第二齿 部582与第二齿轮53啮合，通过第一链轮54、第二链轮55及链条56组合形成 的链轮传动组，使第二阀芯22旋转，挡料阀2开启，而在阀门关闭时，则反向 操作

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明 的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。

Claims (10)

1.一种气动密封组合控制阀，包括密封阀(1)及挡料阀(2)，所述密封阀(1)的进料口(11)与所述挡料阀(2)的出料口(21)连通设置，所述密封阀(1)内设置有球形的第一阀芯(12)，所述挡料阀(2)内设置有部分球面的“V”型切口形的第二阀芯(22)，其特征在于，还包括：

浮动密封机构(3)，所述浮动密封机构(3)设置于所述密封阀(1)及所述挡料阀(2)连接位置处，其包括沿所述密封阀(1)内介质流动方向往复移动的活塞(31)及安装于该活塞(31)上的密封阀座(32)，所述密封阀座(32)随时所述活塞(31)移动，且其与所述第一阀芯(12)抵靠密封配合；

气动机构(4)，所述气动机构(4)安装于所述密封阀(1)的外部，其分别与所述密封阀(1)的阀体上的第一气路(13)及所述挡料阀(2)的阀体上的第二气路(23)连通设置，且其用于驱动所述活塞(31)往复移动；以及

执行机构(5)，所述执行机构(5)安装于所述密封阀(1)的顶部，其驱动所述密封阀(1)及所述挡料阀(2)依序开闭，且其通过驱动所述气动机构(4)，控制所述活塞(31)的移动。

2.根据权利要求1所述的一种气动密封组合控制阀，其特征在于，开启时，所述执行机构(5)通过所述气动机构(4)驱动所述活塞(31)远离所述第一阀芯(12)，之后所述执行机构(5)驱动所述第一阀芯(12)旋转，关闭时，所述执行机构(5)通过所述气动机构(4)驱动所述活塞(31)靠近所述第一阀芯(12)，之后所述执行机构(5)驱动所述第一阀芯(12)旋转。

3.根据权利要求1所述的一种气动密封组合控制阀，其特征在于，所述密封阀(1)与所述挡料阀(2)的连接位置处设置有供所述活塞(31)滑动区(10)，所述第一气路(13)及所述第二气路(23)分设于所述滑动区(10)两侧。

4.根据权利要求3所述的一种气动密封组合控制阀，其特征在于，所述活塞(31)包括推动部(311)及安装部(312)，所述推动部(311)设置于所述滑动区(10)内，其为环形设置，所述安装部(312)与所述密封阀(1)的阀腔及所述挡料阀(2)的阀腔密封滑动配合设置。

5.根据权利要求1所述的一种气动密封组合控制阀，其特征在于，所述活塞(31)朝向所述第二阀芯(22)的一端扩口设置。

6.根据权利要求1所述的一种气动密封组合控制阀，其特征在于，所述第一气路(13)沿所述密封阀(1)内介质的流动方向圆周等距设置有若干组，所述第二气路(23)沿所述挡料阀(2)内介质的流动方向圆周等距设置有若干组。

7.根据权利要求1所述的一种气动密封组合控制阀，其特征在于，所述气动机构(4)包括：

气筒(41)，所述气筒(41)一端与所述第一气路(13)连通，其另一端与所述第二气路(23)连通；以及

压缩活塞(42)，所述压缩活塞(42)设置于所述气筒(41)内，其由所述执行机构(5)推动沿所述气筒(41)的轴向移动，使所述活塞(31)移动。

8.根据权利要求7所述的一种气动密封组合控制阀，其特征在于，所述气筒(41)上设置有进气管路(43)，所述进气管路(43)上设置有进气阀(431)，且其末端的进气支管(432)分别与所述气筒(41)轴向的两端连通，且该进气支管(432)上设置有分管阀门(433)。

9.根据权利要求1所述的一种气动密封组合控制阀，其特征在于，所述执行机构(5)包括：

外防护罩(51)，所述外防护罩(51)罩设于所述密封阀(1)及所述挡料阀(2)的顶部；

第一齿轮(52)，所述第一齿轮(52)套设于所述密封阀(1)的阀杆的顶部；

第二齿轮(53)，所述第二齿轮(53)套设于所述密封阀(1)的阀杆上，其位于所述第一齿轮(52)的下方；

第一链轮(54)，所述第一链轮(54)套设于所述密封阀(1)的阀杆上，其位于所述第二齿轮(53)的下方，且其与所述第二齿轮(53)一体连接设置；

第二链轮(55)，所述第二链轮(55)套设于所述挡料阀(2)的阀杆上，其与所述第一链轮(54)通过链条(56)传动连接；以及

执行气缸(57)，所述执行气缸(57)安装于所述外防护罩(51)外，其推送端上安装有与所述第一齿轮(52)及所述第二齿轮(53)啮合的齿条(58)，且其推送端与所述气动机构(4)连接。

10.根据权利要求9所述的一种气动密封组合控制阀，其特征在于，所述齿条(58)上分别设置有与所述第一齿轮(52)啮合的第一齿部(581)及与所述第二齿轮(53)啮合的第二齿部(582)，沿所述密封阀(1)内介质的流动方向，所述第一齿部(581)位于所述第二齿部(582)的前侧。

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